怎樣消除蓄電池硫化

首先讓我們來了解一下什么叫電池硫化，產(chǎn)生硫化的原因是什么以及它的危害與特點(diǎn)。

1、什么是電池硫化？

在極板上生成白色堅硬的硫酸鉛結(jié)晶，充電時又非常難于轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)的硫酸鉛，這就是硫酸鉛鹽化，簡稱為“硫化”。生成這種硫酸鉛晶體的主要原因是過放電或放電后長期放置時，硫酸鉛微粒在電解液中溶解，呈飽和狀態(tài)，這些硫酸鉛在溫度低時重新結(jié)晶，而在結(jié)晶時硫酸鉛析出。這樣在一度析出的粒子一次又一次地因溫度變動而生長、發(fā)展，使結(jié)晶粒增大。這種硫酸鉛的導(dǎo)電性不良、電阻大，溶解度和溶解速度又很小，充電時恢復(fù)困難。因而成為容量降低和壽命縮短的原因。

2、產(chǎn)生硫化的原因是什么？

正常的鉛蓄電池在放電時形成硫酸鉛結(jié)晶，充電時比較容易地還原為鉛。如果電池的使用和維護(hù)不善，例如經(jīng)常充電不足或過放電，負(fù)極上就會逐漸形成一種粗大堅硬的硫酸鉛。這種硫酸鉛用常規(guī)的方法充電很難還原，要求充電電壓很高，由于充電時充電接受能力很差，大量析出氣體。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在負(fù)極，被稱為不可逆硫酸鹽化。它引起蓄電池容量下降，甚至成為蓄電池壽命終止的原因。

一般認(rèn)為，這種不可逆硫酸鹽化的原因是硫酸鉛的重結(jié)晶，粗大結(jié)晶形成之后溶解度減少。硫酸鉛的重結(jié)晶使晶體變大，是由于多晶體系傾向與減少其表面自由能的結(jié)果。從結(jié)晶過程的規(guī)律可知，小結(jié)晶尺寸的溶解度大于大結(jié)晶尺寸的溶解度。因此，當(dāng)長期充放或過放電時，大量的硫酸鉛存在，再加上硫酸濃度和溫度的波動，個別的硫酸鉛晶體就可以依附小晶體的溶解而長大。

3、電池硫化的危害是什么？

輕微的電池硫化，會降低電池的容量，電池內(nèi)阻增加，嚴(yán)重時則電極失效，充不進(jìn)電。輕微的電池硫化，尚可用一些方法使它恢復(fù)，嚴(yán)重時采用一般的充電方法是不能夠恢復(fù)容量的。

4、電池硫化的特點(diǎn)是什么？

硫化的電池最明顯的外特征是電池容量下降，內(nèi)阻增加。當(dāng)然，如果電池失水和正極板軟化也具有這個外特性。鑒別電池是否硫化的方法，往往是采用脈沖修復(fù)儀對電池進(jìn)行脈沖修復(fù)，如果容量上升，就是硫化，如果沒有一點(diǎn)點(diǎn)容量上升，電池容量下降可能是其它原因產(chǎn)生。

5、消除電池硫化的方法有以下幾種，具體是：

1）大電流充電修復(fù)

若認(rèn)為吸附是造成硫酸鹽化的原因，則可以用高電流密度充電（達(dá)100mA/c㎡）。在這樣的電流密度下，負(fù)極可以達(dá)到很負(fù)的電勢值，這時遠(yuǎn)離零電荷點(diǎn)，使φ－φ（0）＜0，改變了電極表面帶電的符號，表面活性物質(zhì)會發(fā)生脫附，特別是對陰離子型的表面活性物質(zhì)，這種有害的表面活性物質(zhì)從電極表面上脫附以后，就可以使充電順利進(jìn)行。目前國內(nèi)幾乎沒有人使用這種方法處理不可逆硫酸鹽化，可能出于以下考慮：高電流密度下極化和歐姆壓降增加，這部分能量轉(zhuǎn)化為熱，使蓄電池內(nèi)部溫度升高，同時又有大量的氣體析出，尤其是正極大量氣析出氣體，其沖刷作用易使活性物質(zhì)脫落。但是這樣做的缺點(diǎn)是很容易造成失水，而且也容易使一些本來可以修復(fù)的電池在大電流充電的過程中極板被擊穿，造成不必要的麻煩。使修復(fù)率和效果大打折扣。

2）脈沖修復(fù)

按照原子物理學(xué)和固體物理學(xué)的原理，硫離子具有5個不同的能級狀態(tài)，通常處于亞穩(wěn)定能級狀態(tài)的離子趨向與遷落到最穩(wěn)定的共價鍵能級而存在。在最低能級（即共價鍵能級狀態(tài)），硫以包含8個原子的環(huán)形分子形式存在，這8個原子的環(huán)形分子模式是一種穩(wěn)定的組合，難以被打碎，形成電池的不可擬硫酸鹽化——硫化。多次發(fā)生這樣的情況，就形成了一層類似與絕緣層一樣的硫酸鉛結(jié)晶。要打碎這些硫酸鹽層的束縛，就要提升原子的能級到一定的程度，這時候在外層原子加帶的電子被激活到下一個更高的能帶，使原子之間解除束縛。每一個特定的能級都有唯一的諧振頻率，必須提供給一些能量，才能夠使得被激活得分子遷移到更高得能級狀態(tài)，太低得能量無法達(dá)到躍遷所需要得能量要求，但是，過高的能量會使已經(jīng)脫離了束縛而躍遷的原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)，又回落到原來的能級。這樣，必須通過多次諧振，使得其中一次脫離了束縛，達(dá)到最活躍的能級狀態(tài)而又沒有回落到原來的能級。這樣，就轉(zhuǎn)化為溶解于電解液的自由離子，而參與電化學(xué)反應(yīng)。很高的電壓可以實(shí)現(xiàn)，就是大電流高電壓充電的方法，諧振也可以實(shí)現(xiàn)，就是脈沖諧波諧振的方法。從固體物理上來講，任何絕緣層在足夠高的電壓下都可以擊穿。一旦絕緣層被擊穿，粗大的硫酸鉛就會呈現(xiàn)導(dǎo)電狀態(tài)。如果對高電阻率的絕緣施加瞬間的高電壓，也可以擊穿大的硫酸鉛結(jié)晶。如果這個高電壓足夠短，并且進(jìn)行限流，在打穿絕緣層的條件下，充電電流不大，也不至于形成大量析氣。電池析氣量強(qiáng)正相關(guān)于充電電流和充電時間，如果脈沖寬度足夠，就可以在保證擊穿粗大硫酸鉛結(jié)晶的條件下，同時發(fā)生的微充電來不及形成析氣。這樣，實(shí)現(xiàn)了脈沖消除硫化。這樣做的缺點(diǎn)是修復(fù)之后達(dá)到的效果也不理想，修復(fù)的時間就會很長。

3）添加修復(fù)劑與脈沖修復(fù)相結(jié)合

修復(fù)劑添加之后在外加電場的作用下，用它自身的活性物質(zhì)分解硫酸鉛晶體粒子，使晶體表面的活性物質(zhì)（pb/pbo2）活化再生，硫酸根離子回到電解液中；對未生成的硫酸鉛晶體，這些微顆粒在外加電場的作用下，會均勻吸附于電極上，使硫酸鉛晶體在電極的界面上永遠(yuǎn)不會產(chǎn)生。而且可以避免因平時過充電造成的失水現(xiàn)象。有效的提高了整個蓄電池的活性物質(zhì)利用率，并使電池的電極長期處于新電池狀態(tài)。從根本上克服了蓄電池因硫酸鉛鹽化而造成電池容量下降的缺點(diǎn)，延長了鉛酸蓄電池的壽命，它可使任何一只沒有物理損壞的鉛酸蓄電池都能從根本上解決壽命短、容量下降快的致命弱點(diǎn)。

通過以上比較，可以得出的結(jié)論就是，不管用單純的大電流修復(fù)也好，還是用脈沖修復(fù)也好都不能從根本上抑制硫酸鹽化，這樣一來所修復(fù)的效果和持續(xù)的時間達(dá)不到理想的效果。通俗的可以說用儀器修復(fù)是屬于物理療法，而加修復(fù)劑是屬于化學(xué)療法。只有兩者結(jié)合起來才能達(dá)到更好的效果。就好比是中西醫(yī)結(jié)合。